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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Messung des Sauerstoffgehalts in einem durch einen Rauchgaskanal strömenden Rauchgasstrom. Der Rauchgasstrom besteht in der Regel hauptsächlich aus Kohlendioxid mit weiteren Gasbestandteilen, beispielsweise Stickoxiden oder Kohlenmonoxid. Im Rauchgasstrom ist auch ein Restluftanteil vorhanden, der für die Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffs nicht zur Oxidation benötigt wurde. Um die Verbrennung optimierter zu gestalten, wird der Sauerstoffgehalt im Rauchgas, also die Luftzahl, gemessen und ausgewertet.
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EP 1 494 025 B1 beschreibt eine Lambdasonde sowie ein Verfahren zum Test der Funktionstauglichkeit dieser Lambdasonde. Die Lambdasonde weist eine Reaktionskammer auf. Ein Diffusionsspalt verbindet die Reaktionskammer mit einer Messstelle. Mittels einer zwischen der Reaktionskammer und dem Abgas- bzw. Rauchgasstrom arbeitenden Sauerstoffionenpumpe kann ein Sauerstoffpartialdruck innerhalb der Reaktionskammer verändert werden. An der Messstelle wird der Sauerstoffpartialdruck mit Hilfe einer Nernstzelle gegenüber einem Referenzwert ermittelt. Der Sauerstoffionenstrom durch den Diffusionsspalt wird aufgrund des Unterschieds des Partialdrucks des Restsauerstoffs im Abgas und dem in der Reaktionskammer eingestellten Partialdruck angetrieben. Die Referenzspannung zur Einstellung des Partialdrucks in der Reaktionskammer wird zu Testzwecken bis an die elektrochemisch möglichen Grenzen verändert, wodurch die Funktion der Lambdasonde getestet wird.
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WO 99/47915 A1 beschreibt ein Verfahren zur Nullpunktstabilisierung eines Abgassensors sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Dort ist eine Feuerungsanlage beschrieben, die einen Kamin aufweist. In den Kamin ragt ein Abgassensor hinein. Stromaufwärts des Abgassensors ist eine Luftzufuhrleitung angeordnet. Der Bereich des Kamins, den der Abgassensor und die Mündung der Luftzufuhrleitung vorhanden sind, ist durch einen Einbau im Kamin teilweise abgetrennt, wobei der Strömungseintritt für das Rauchgas im Kamin in den durch den Einbau abgegrenzten Bereich mit dem Abgassensor durch eine Ventileinrichtung verschließbar ist. Durch Schließen der Ventileinrichtung und das Zuführen von Luft über die Luftzufuhrleitung kann der Abgassensor mit Frischluft umspült werden. In dieser Phase lässt sich eine Sensorkalibrierung durchführen. Der Montageaufwand dieser Anordnung ist relativ groß.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2011 087 000 A1 geht eine Vorrichtung zur Messung wenigstens einer Abgaskomponente für einen Verbrennungsprozess hervor. Über eine Luftzuführungseinrichtung mit einem Kompressor, einem Ventil und einem Luftheizer kann Luft zu einer Abgassonde gefördert werden, um diese mit Umgebungsluft zu umspülen.
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Aus
US 4 736 619 A und
DE 38 42 515 A1 ist jeweils eine Einrichtung zur Messung des Alkoholgehalts in einem Gas bekannt. Aus einer Probenleitung wird das auf den Alkoholgehalt zu prüfende Gas in eine Prüfkammer gesaugt. Hierzu wird eine Membran über einen zugeordneten Antrieb bewegt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden ein Verfahren und eine Messvorrichtung zu schaffen, so dass unabhängig von der Funktionsweise des Sensorelements zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Rauchgasstrom eine einfache und schnelle Funktionsprüfung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird mit der Messvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 sowie dem Verfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist die Messvorrichtung ein Sensorelement auf, das ein den Sauerstoffgehalt im Rauchgasstrom beschreibendes Sensorsignal erzeugt. Ferner ist eine Luftzufuhreinrichtung vorhanden. Eine Zufuhrleitung führt von der Luftzufuhreinrichtung zu der Messstelle, an der das Sensorelement angeordnet ist. Über die Luftzufuhreinrichtung und die Zufuhrleitung kann während der Funktionsprüfung des Sensorelements Luft zum Sensorelement bzw. zu der Messstelle gefördert werden. Der Sauerstoffgehalt der Luft ist bekannt und liegt etwa bei 21%. Das Sensorsignal des Sensorelements kann während der Funktionsprüfung dahingehend ausgewertet werden, ob es einen entsprechend großen Sauerstoffanteil anzeigt. Über eine solche Auswertung kann sehr einfach die Funktionsfähigkeit des Sensorelements überprüft werden.
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Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorhanden, die Bestandteil einer Heizungsanlage sein kann und somit auch zur Steuerung der Heizungsanlage verwendet werden kann. Der Steuereinrichtung wird das Sensorsignal übermittelt. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, das Sensorsignal auszuwerten. Während der Funktionsprüfung kann die Steuereinrichtung beispielsweise das Sensorsignal mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellenwert vergleichen um festzustellen, ob das Sensorelement den während der Funktionsprüfung deutlich erhöhten Sauerstoffanteil richtig erfasst hat.
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Die Luftzufuhreinrichtung ist beispielsweise über ein Steuersignal der Steuereinrichtung ansteuerbar. Die Luftzufuhreinrichtung wird zwischen einem Ruhezustand für die Messung des Sauerstoffgehalts im Rauchgas und einem Prüfbetriebszustand für die Funktionsprüfung des Sensorelements umgeschaltet insbesondere mit Hilfe des Steuersignals werden. Im Ruhezustand fordert die Luftzufuhreinrichtung keine Luft. Im Prüfbetriebszustand fördert die Luftzufuhreinrichtung einen bestimmtes Luftvolumen zur Messstelle des Sensorelements.
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Vorzugsweise veranlasst die Steuereinrichtung in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen eine Funktionsprüfung des Sensorelements. Hierfür schaltet die Steuereinrichtung über das Steuersignal die Luftzufuhreinrichtung in den Prüfbetriebszustand um und wertet das daraufhin vom Sensorelement erzeugte Sensorsignal aus.
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Erfindungsgemäß ist ein Anschlussteil mit einer Messkammer vorhanden, das insbesondere unmittelbar an dem Rauchgaskanal angeordnet ist. Die Messkammer des Anschlussteils ist fluidisch mit dem Rauchgaskanal verbunden, so dass ein Teil des Rauchgasstromes durch die Messkammer strömt. Das Sensorelement ist der Messkammer zugeordnet und an dem Anschlussteil angeordnet. Die Messstelle des Sensorelements befindet sich mithin in der Messkammer.
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In die Messkammer mündet die Zufuhrleitung ein, so dass auf einfache Weise Luft an die Messstelle gefördert werden kann. In der Zufuhrleitung kann ein Rückschlagventil angeordnet sein, um das Ausströmen von Rauchgas oder Luft aus der Messkammer in Richtung der Luftzufuhreinrichtung zu vermeiden. Dieses Rückschlagventil kann insbesondere unmittelbar an die Messkammer anschließen, so dass sich in der Zufuhrleitung kein Rauchgasvolumen ansammeln kann, das während der Funktionsprüfung aus der Zufuhrleitung zunächst verdrängt werden muss.
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Die Luftzufuhreinrichtung weist eine Luftkammer auf, deren Volumen über ein bewegbares Element veränderbar ist. Vorzugsweise ist das bewegbare Element über ein flexibles Ringteil, beispielsweise eine Membran, gasdicht mit dem angrenzenden Kammerwandbereich der Luftkammer verbunden. Das bewegbare Element kann dabei ohne Gleitreibungskontakt mit einem Kammerwandbereich der Luftkammer bewegt werden. Alternativ hierzu könnte das bewegbare Element beispielsweise auch von einem Kolben eines Zylinders gebildet sein. Das bewegbare Element ist mit einem ansteuerbaren elektromagnetischen Antrieb gekoppelt. Der elektromagnetische Antrieb wird insbesondere über das Steuersignal der Steuereinrichtung betätigt. Der elektromagnetische Antrieb veranlasst beim Umschalten der Luftzufuhreinrichtung von dem Ruhezustand in den Prüfbetriebszustand nur einen einzigen Hub des bewegbaren Elements, wodurch ein Luftvolumen aus der Luftkammer über die Zufuhrleitung in die Messkammer gefördert wird.
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In der Messkammer können Einrichtungen, wie zum Beispiel Flatterventile, vorhanden sein, um den Luftstrom auf das Sensorelement zu richten, so dass während der Funktionsprüfung der Sauerstoffanteil des Luftstromes gemessen wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, während der Funktionsprüfung das Einströmen von Rauchgas aus dem Rauchgaskanal in die Messkammer zu verhindern, beispielsweise durch Aktivieren eines Rückschlagventils in der fluidischen Verbindung zwischen dem Rauchgaskanal und der Messkammer. Der Antrieb bzw. elektromagnetische Antrieb kann als Linearntrieb ausgeführt sein.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Bewegung des bewegbaren Elements durch einen Sensor erfasst wird. Der Sensor kann beispielsweise als schaltender Sensor ausgeführt sein, der lediglich eine vorgegebene Stellung erfasst und anzeigt. Dieser Sensor kann unmittelbar dem bewegbaren Element oder mit einem mit dem bewegbaren Element bewegungsgekoppelten Teil des Antriebs zusammenarbeiten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Messvorrichtung bzw. des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Heizungsanlage mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
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2 eine abgewandelte Ausführungsform der Messvorrichtung gemäß 1 in einer Teildarstellung des Blockschaltbildes und
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3 den zeitlichen Verlauf eines Steuersignals einer Steuereinrichtung der Messvorrichtung sowie des zugehörigen Sensorsignals in stark schematisierter beispielhafter Form.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 10 zur Messung des Sauerstoffgehalts in einem Rauchgasstrom R, der durch einen Abgaskanal 11 strömt. Der Rauchgaskanal 11 gehört zu einer Heizungsanlage 12 die in 1 lediglich stark schematisiert veranschaulicht ist. Die Heizungsanlage 12 weist einen Brenner auf, der einen Brennstoff zur Erzeugung von Wärme verbrennt. Als Brennstoff kann ein fossiler Brennstoff, wie zum Beispiel Öl oder Erdgas verwindet werden. Zusätzlich oder alternativ können zur Brennstoffversorgung der Heizungsanlage 12 auch Methangas, Bio-Heizöl, Flüssigerdgas usw. verwendet werden. Die unterschiedlichen Brennstoffe haben einen unterschiedlich großen Sauerstoffbedarf bei der Verbrennung. Zur Optimierung der Verbrennung ist es daher wichtig, die Sauerstoffmenge bzw. Luftmenge zur regeln, die der Heizungsanlage 12 bzw. dem Brenner der Heizungsanlage 12 für die Verbrennungsreaktion zur Verfügung gestellt wird. Hierzu wird in der Regel der Sauerstoffgehalt im Rauchgas und mithin die Luftzahl des Rauchgases ermittelt und an die Heizungsanlage 12 und insbesondere eine Steuereinrichtung 13 der Heizungsanlage 12 übermittelt. Die zugeführte Sauerstoff- bzw. Luftmenge kann dann abhängig vom Sauerstoffgehalt im Rauchgas gegebenenfalls verändert werden, um die gewünschte Luftzahl zu erhalten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 weist die Messvorrichtung 10 ein Sensorelement 17 auf, das an einer Messstelle 18 angeordnet ist und an dieser Messstelle 18 den Sauerstoffgehalt des dort vorhanden Gases bzw. Gasgemisches ermittelt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Messstelle 18 in einer Messkammer 19 einer Anschlussteils 20. Über das Anschlussteil 20 ist die Messkammer 19 fluidisch mit dem Rauchgaskanal 11 verbunden. Diese Fluidverbindung 21 ist in 1 schematisch durch die gestrichelten Teile veranschaulicht. Das Sensorelement 17 erzeugt ein Sensorsignal 5, das den Sauerstoffgehalt des Gases oder Gasgemisches an der Messstelle 18 beschreibt. Das Sensorsignal S wird einer Steuereinrichtung der Messvorrichtung 10 übermittelt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Steuereinrichtung 13 der Heizungsanlage 12 auch als Steuereinrichtung für die Messvorrichtung 10 verwendet. Alternativ hierzu könnte auch eine separate Steuereinrichtung für die Messvorrichtung 10 vorhanden sein.
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Die Messvorrichtung 10 weist außerdem eine Luftzufuhreinrichtung 25 auf. Die Luftzufuhreinrichtung 25 dient dazu, zur Funktionsprüfung des Sensorelements 17 Luft über eine Zufuhrleitung 26 an die Messstelle 18 und beispielsweisgemäß daher in die Messkammer 19 zu fördern. Zwischen der Messkammer 19 und der Luftzufuhreinrichtung 25 ist vorzugsweise ein erstes Rückschlagventil 27 angeordnet, das eine Gasströmung bzw. Luftströmung von der Luftzufuhreinrichtung 25 in die Messkammer 19 gestattet, jedoch das Rückströmen von Rauchgas aus der Messkammer 19 zur Luftzufuhreinrichtung 15 verhindert. Vorzugsweise sitzt das erste Rückschlagventil 27 unmittelbar im Anschlussbereich zwischen der Zufuhrleitung 26 und der Messkammer 19, so dass Rauchgas auch nicht in Teile der Zufuhrleitung 26 einströmen kann.
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Die Luftzufuhreinrichtung 25 kann auf unterschiedliche Arten ausgeführt sein. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel hat die Luftzufuhreinrichtung 25 einen ähnlichen Aufbau wie eine Membranpumpe. In einem Gehäuse 28 befindet sich ein bewegbares Element 29, das eine Luftkammer 30 innerhalb des Gehäuses 28 begrenzt. Das bewegbare Element 29 ist beispielsweise als Teller- oder scheibenförmiges Element ausgestaltet. Über ein flexibles und vorzugsweise membranähnliches Ringteil 31 ist das bewegbare Element 29 gasdicht mit einem zugeordneten Kammerwandbereich 32 der Luftkammer 30 verbunden. Die Luftkammer 30 weist einen Einlass 33 und einen Auslass 34 auf. Ansonsten ist die Luftkammer 30 gasdicht abgeschlossen. Der Einlass 33 ist über ein zweites Rückschlagventil 35 mit der Umgebung fluidisch derart verbunden, dass Umgebungsluft über das zweite Rückschlagventil 35 und den Einlass 33 in die Luftkammer 30 einströmen kann, jedoch ein Verdrängen von Luft aus der Luftkammer 30 in die Umgebung verhindert ist. Der Auslass 34 ist an die Zufuhrleitung 26 angeschlossen. Abhängig von der Länge der Zufuhrleitung 26 und dem darin vorhandenen Volumen kann es vorteilhaft sein, die Zufuhrleitung 26 nicht nur über das erste Rückschlagventil 27 gegenüber der Messkammer, sondern auch über ein weiteres, drittes Rückschlagventil an die Luftkammer 30 anzuschließen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Zufuhrleitung ganz oder teilweise entleert, wenn Luft in die Luftkammer 30 angesaugt wird.
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Die Luftzufuhreinrichtung 25 weist einen ansteuerbaren Antrieb 39 auf, der beispielsgemäß als elektromagnetischer Antrieb 40 ausgeführt ist. Der Antrieb 39 wird durch ein Steuersignal C der Steuereinrichtung 13 betätigt. Über das Steuersignal C kann die Luftzufuhreinrichtung 35 zwischen einem Ruhezustand und einem Prüfbetriebszustand umgeschaltet werden. Im Ruhezustand wird über das Sensorelement 17 der Sauerstoffgehalt des Rauchgasstromes R gemessen. Im Prüfbetriebszustand wird die Funktionsprüfung des Sensorelements 17 veranlasst, wozu die Luftzufuhreinrichtung 25 Luft zur Messstelle 18 fördert.
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Der beispielsgemäß vorhandene elektromagnetische Antrieb 40 weist einen Elektromagneten 41 in Form einer Ringspule auf, der mittels dem Steuersignal C aktiviert oder abgeschaltet wird. Der Elektromagnet 41 ist koaxial zu einem Anker 42 angeordnet, der gegenüber dem Elektromagneten 41 entlang einer Längsachse bewegbar gelagert ist. Der Anker 42 ist mit dem bewegbaren Element 29 bewegungsgekoppelt, beispielsgemäß über eine starre Verbindung mit Hilfe eines Hebels 43. Über ein mechanisches Rückstellelement 44, beispielsgemäß eine Feder oder eine Federanordnung, wird der Anker 42 und somit auch das bewegbare Element 29 in eine Ruhelage vorgespannt, die in 1 mit durchgezogener Linie veranschaulicht ist.
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In Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann das mechanische Rückstellelement 44 auch entfallen. Der Anker 42 kann in diesem Fall durch ein entsprechend entgegengestzt gerichtetes Magnetfeld der Elektromagneten 41 auch aus der ausgelenkten Endlage zurück in die Ruhelage bewegt werden. Der Anker 42 kann somit in beide Bewegungsrichtungen entlang seiner Längsachse über den Elektromagneten 41 bewegt werden.
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Der Anker 42 kann durch ein vom Elektromagneten 41 erzeugtes Magnetfeld entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements 44 linear bewegt werden. Dabei verschiebt der Anker 42 über den Hebel 43 das bewegbare Element 29, wodurch sich das Volumen der Luftkammer 30 verringert und Luft über die Zufuhrleitung 26 der Messstelle 18 gefördert wird.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Luftzufuhreinrichtung 25 außerdem einen Stellungssensor 45 auf, der beim Ausführungsbeispiel als schaltender Sensor ausgeführt ist. Über den Stellungssensor 45 kann zumindest eine vorgegebene Lage oder Position des Ankers 42 und/oder des bewegbaren Elements 29 erfasst werden. Wie in 1 schematisch dargestellt, erfasst der Stellungssensor 45 beispielsgemäß eine Endposition des Ankers 42, wenn dieser über den Elektromagneten 41 ausgehend von seiner Ruhelage in die andere Endlage bewegt wurde. Der Stellungssensor 45 erzeugt ein Positionssignal P, das an die Steuereinrichtung 13 übermittelt wird.
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Anhand der 3 wird die Funktionsweise der Messvorrichtung 10 gemäß 1 nachfolgend erläutert. In 3 sind die Signalverläufe stark schematisiert zur Erläuterung der Funktionsweise dargestellt.
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Es sei angenommen, dass sich die Luftzufuhreinrichtung 25 zunächst in ihrem Ruhezustand befindet. Die Luftkammer 30 ist mit Luft gefüllt und der Anker 42 wird durch das Rückstellelement 44 in seine Ruhelage gehalten. Das Volumen der Luftkammer 30 hat im Ruhezustand den maximalen Wert.
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In diesem Ruhezustand ist die Messkammer 19 und mithin die Messstelle 18 von einem Teil des Rauchgasstromes R durchströmt. Das Sensorelement 17 erzeugt ein Sensorsignal S, dessen Signalwert G den Sauerstoffgehalt des Rauchgases im Rauchgasstrom R beschreibt.
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Zu einem ersten Zeitpunkt t1 veranlasst die Steuereinrichtung 13 die Funktionsprüfung des Sensorelements 17. Hierzu wird über das Steuersignal C der Elektromagnet 41 bestromt, so dass er ein Magnetfeld erzeugt, das den Anker 42 entgegen der Kraft des Rückstellelements 44 bewegt. Während dieser Bewegung verschiebt der elektromagnetische Antrieb 40 das bewegbare Element 29 und verringert das Volumen der Luftkammer, wodurch Luft aus dem Auslass 34 über die Zufuhrleitung 26 in die Messkammer 19 gefördert wird. An der Messstelle 18 nimmt dadurch der Sauerstoffgehalt ab einem zweiten Zeitpunkt t2 rasch zu, was durch die Veränderung des Sensorsignals S angezeigt und von der Steuereinrichtung 13 ausgewertet werden kann. Sobald das bewegbare Element 29 und/oder der Anker 42 seine Endlage erreicht hat – was beispielsgemäß über den Stellungssensor 45 und das Positionssignal P erfasst und angezeigt wird – schaltet die Steuereinrichtung 13 zu einem dritten Zeitpunkt t3 das Steuersignal C wieder um bzw. ab, so dass über den Elektromagneten 41 kein Magnetfeld mehr erzeugt wird. Diese Endlage des bewegbaren Elements 29 bei minimalem Kammervolumen der Luftkammer 30 ist in 1 gestrichelt veranschaulicht.
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Durch das Abschalten des Steuersignals C und mithin des Magnetfeldes bewegt sich der Anker 41 über die Kraft des Rückstellelements 44 in seine Ruhe- bzw. Ausgangslage zurück. Dadurch wird auch das bewegbare Element 29 in die Ruhelage mit maximalem Kammervolumen der Luftkammer 30 zurückbewegt. Über den Einlass 33 wird Luft aus der Umgebung angesaugt und dadurch das Luftvolumen in der Luftkammer 30 wieder vergrößert.
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Zum dritten Zeitpunkt t3 wird die Luftzufuhreinrichtung 25 somit wieder umgeschaltet. Im Ruhezustand fördert sie keine Luft mehr zur Messstelle 18. Als Folge davon sinkt der Sauerstoffgehalt an der Messstelle 18 wieder ab und zu einem vierten Zeitpunkt t4 weist das Sensorsignal S wieder den Signalwert G auf, der dem Sauerstoffgehalt des Rauchgases entspricht.
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Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel führt das bewegbare Element nach dem Umschalten der Luftzufuhreinrichtung 25 vom Ruhezustand in den Prüfbetriebszustand lediglich einen Hub aus, durch den das Kammervolumen der Luftkammer 30 vom maximalen auf den minimalen Wert verringert wird. In Abwandlung hierzu ist es auch möglich, während des Prüfbetriebszustandes mehrmals hintereinander das Luftkammervolumen zu verringern und wieder zu vergrößern, so dass die Luftzufuhreinrichtung 25 wie eine Membranpumpe arbeitet.
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Der Signalverlauf des Sensorsignals S zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem vierten Zeitpunkt t4 wird von der Steuereinrichtung 13 ausgewertet. Zwischen diesen beiden Zeitpunkten t2, t4 muss das Sensorsignal S einen Wert annehmen, der oberhalb eines ersten Schwellenwertes M1 liegt. Zumindest zeitweise entspricht die Sauerstoffkonzentration an der Messstelle 18 während der Funktionsprüfung dem Sauerstoffgehalt der Luft, so dass als erster Schwellenwert M1 ein Sensorsignalwert vorgegeben werden kann, der in etwa 18–20% Sauerstoffgehalt entspricht. Vorzugsweise wird auch ein zweiter Schwellenwert M2 vorgegeben, den das Sensorsignal S nicht überschreiten darf. Der zweite Schwellenwert M2 ist betragsmäßig größer als der erste Schwellenwert M1 und kann einen Sauerstoffgehalt von etwa 22% bis 25% entsprechen.
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Wie in 3 veranschaulicht, kann die Steuereinrichtung 13 zu einem fünften Zeitpunkt t5 erneut eine Funktionsprüfung starten und die Luftzufuhreinrichtung 25 hierfür von dem Ruhezustand den Prüfbetriebszustand umschalten, so dass die zuvor beschriebene Funktionsprüfung erneut durchgeführt wird. Der Abstand zwischen den Funktionsprüfungen kann regelmäßig oder unregelmäßig durch die Steuereinrichtung 13 bestimmt werden.
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Die Luftzufuhreinrichtung 25, das Anschlussteil 20 sowie das Sensorelement 17 können als Baueinheit 48 ausgeführt sein. Die Baueinheit 48 kann bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel auch eine von der Heizungsanlage 12 unabhängige Steuereinrichtung aufweisen. Die Baueinheit 48 ist bei der Montage der Messvorrichtung 10 sehr leicht handhabbar, so dass eine einfache Montage und gegebenenfalls Verbindung mit der Steuereinrichtung 13 der Heizungsanlage 13 erreicht wird.
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In 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung 10 teilweise dargstellt. Der Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 1 besteht darin, dass in der Fluidverbindung 21 zwischen der Messkammer 19 und der Rauchgasleitung 11 eine Ventileinrichtung 49 vorhanden ist. Die Ventileinrichtung 49 kann zwischen zwei Schaltstellungen mit Hilfe des Steuersignals C umgeschaltet werden. Während der Messung des Sauerstoffanteils im Rauchgasstrom R befindet sich die Ventileinrichtung 49 in der in 2 dargestellten Schaltstellung und gestattet über die Fluidverbindung 21 das Ein- und Ausströmen des Rauchgases aus dem Rauchgaskanal 11 in bzw. aus der Messkammer 19 in den Rauchgaskanal 11. Wird zur Funktionsprüfung über das Steuersignal C die Luftzufuhreinrichtung 25 von dem Ruhezustand in den Prüfbetriebszustand umgeschaltet, wird auch die Ventileinrichtung 49 in eine andere, zweite Schaltstellung umgeschaltet, in der die Ventileinrichtung 49 die Funktion eines Rückschlagventils ausführt. Dabei wird das Strömen von Rauchgas aus dem Rauchgaskanal 11 in die Messkammer 19 unterbunden. Lediglich das von der Luftzufuhreinrichtung 25 in die Messkammer 19 geförderte Luftvolumen kann über die Ventileinrichtung 49 in den Rauchgaskanal 11 abströmen. Dadurch wird verhindert, dass durch einen höheren Anteil von Rauchgas an der Messstelle 18 das Gasgemisch einen nicht vorhersehbaren Sauerstoffanteil aufweist. Die Genauigkeit bei der Funktionsprüfung kann erhöht werden.
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Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß 2 der Ausführungsform der Messvorrichtung 10 gemäß 1. Auf die vorstehende Beschreibung der Messvorrichtung 10 nach 1 sowie deren Funktion kann daher verwiesen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Messvorrichtung
- 11
- Rauchgaskanal
- 12
- Heizungsanlage
- 13
- Steuereinrichtung
- 17
- Sensorelement
- 18
- Messstelle
- 19
- Messkammer
- 20
- Anschlussteil
- 21
- Fluidverbindung
- 25
- Luftzufuhreinrichtung
- 26
- Zufuhrleitung
- 27
- erstes Rückschlagventil
- 28
- Gehäuse
- 29
- bewegbares Element
- 30
- Luftkammer
- 31
- Ringteil
- 32
- Kammerwandbereich
- 33
- Einlass
- 34
- Auslass
- 35
- zweites Rückschlagventil
- 39
- Antrieb
- 40
- elektromagnetischer Antrieb
- 41
- Elektromagnet
- 42
- Anker
- 43
- Hebel
- 44
- Rückstellelement
- 45
- Stellungssensor
- 48
- Baueinheit
- 49
- Ventileinrichtung
- C
- Steuersignal
- G
- Signalwert
- P
- Positionssignal
- R
- Rauchgasstrom
- S
- Sensorsignal
- t1
- erster Zeitpunkt
- t2
- zweiter Zeitpunkt
- t3
- dritter Zeitpunkt
- t4
- vierter Zeitpunkt
- t5
- fünfter Zeitpunkt
